一、填空题/选择题。
1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。
2. 丝杠螺母机构的基本传动形式有： 螺母固定丝杆转动并移动、 丝杆转动螺母移动、 螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动四种形式。
3. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。
4. 导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。
5. 典型的传感器由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成。常用传感器按信号采集形式不同可分为模拟信号检测传感器、数字信号检测传感器、开关信号检测传感器三种。
6. 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和内循环反向器式。
7. 滚珠丝杠副的支撑方式有：单推-单推式、双推-双推式、双推-简支式、双推-自由式。其中双推-双推式轴向刚度最高。
8. 应变式传感器主要测量力、力矩、压力、加速度、重量等。例：通常用应变式传感器测量（ c ）。a温度 b密度c加速度 d电阻。
9. 电容传感器“驱动电缆技术”主要解决什么问题？
有效地消除芯线与屏蔽层之间的寄生电容。
采用“等位环技术”主要解决什么问题？
消除边缘效应。
10. 容栅式传感器结构形式有反射式、透射式、倾斜式。
二、判断题。
1. 滚珠丝杆不能自锁。 （
2.从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误。
1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（√）
2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（ √
3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（√）
4）温度误差是影响传动精度的因素（√）
3.圆锥支撑的方向精度和置中精度较高，承载能力较强，但摩擦阻力矩也较大。（√
4.电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除非线性误差 ，同时还能起到温度补偿的作用。（√
5.无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（）
6.莫尔条纹的主要特性：
1）消除光栅刻线不均匀误差。
光电元件对于光栅刻线的误差起到了平均作用。
即准确性：大量刻线 → 误差平均效应 → 克服个别/局部误差 → 提高精度。
2）位移的放大特性。
放大性：夹角θ很小 → b＝ w / w → 光学放大 → 提高灵敏度。
可调性：夹角θ↓→条纹间距b↑ →灵活。
3）移动特性。
同步性：光栅移动一个栅距 → 莫尔条纹移动一个间距一方向对应。
方向性：垂直于角平分线，当夹角很小时，与光栅移动方向垂直。
4）光强与位置关系。
对应性：莫尔条纹的光强度变化近似正弦变化，便于将电信号作进一步细分，即采用“倍频技术”。
光栅的光学放大作用与安装角度有关，而与两光。
栅的安装间隙无关。
莫尔条纹的宽度必须大于光敏元件的尺寸，否则。
光敏元件无法分辨光强的变化。
三、简答题。
1. 简述机电一体化系统的基本组成要素。
机电一体化系统有五大基本组成要素，分别为：机械本体、动力与驱动部分、传感测试部分、 执行机构、控制与信息处理部分。
例：已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统中的哪一个基本要素？
1）控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示；
2)测试传感部分：光电编码器、信号处理；
3)能源：电源；
4)驱动部分：功放、电机；
5)执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台。
2. 滚珠丝杠副轴向间隙对系统有什么影响？调整方法有哪几种？
滚珠丝杠副在换向时，其轴向间隙会引起空回，这种空回是非连续的，既影响传动精度，又影响系统稳定性。常用调整方法有：（1）双螺母垫片调整预紧式（2）双螺母螺纹预紧调整式(3)双螺母齿差预紧调整式（4）弹簧式自动预紧调整式（5）单螺母变位导程预紧式和单螺母滚珠过盈式。
4.简述双三角形组合导轨组合的特点和间隙调整方法。
1）特点：两条三角形导轨同时起支撑和导向作用。结构对称，驱动原件可对称地放在两导轨中间，并且两条导轨摩擦均匀，磨损后相对位置不变，能自动补偿垂直和水平方向的磨损，故导向性和精度保持性都高，接触刚度好。
但工艺性差，对导轨的四个表面刮削或磨削也难以完全接触。
2）间隙调整方法：上滑动面能自动补偿，下滑动面用镶条调节。
5.测量系统的静态特性指标主要有哪些？
主要有灵敏度、量程、测量范围、线性度、准确度、分辨率、重复性、漂移、迟滞等。
6.电容式传感器工作原理表达式中，哪几个是变量？可以做成哪几种类型的电容传感器？
s、δ、共三个变量。
改变s、δ、三个参量中的任意一个量，均可使平板电容的电容量c 改变。固定三个参量中的两个，可以做成三种类型的电容传感器：变极距型、变面积型、变介电常数型。
四、分析题。
1.分析下图差动螺旋传动原理（设螺杆3左、右两段螺纹的旋向相同，且导程分别为ph1和ph2。2为可动螺母）
有两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即不一致）的螺旋传动称为差动螺旋传动。如图1所示。
1）若螺杆3左、右两段螺纹的旋向相反，当螺杆转动角时，可动螺母2的移动距离为。
如果ph1与ph2相差很小，则 l很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。
2）若螺杆3左、右两段螺纹的旋向相反，当螺杆转动角时，可动螺母2的移动距离为。
可见，此时差动螺旋变成快速移动螺旋，即螺母2相对螺母1快速趋近或离开。这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中。
另解：1）设固定螺母和活动螺母的旋向同为右旋，当如图所示方向回转螺杆时，螺杆相对固定螺母向左移动，而活动螺母相对螺杆向右移动，这样活动螺母相对机架（固定螺母）实现差动移动，螺杆每转一转，活动螺母实际移动距离为两段螺纹导程之差。如果固定螺母的螺纹旋向仍为右旋，活动螺母的螺纹旋向为左旋，则如图示回转螺杆时，螺杆相对固定螺母左移，活动螺母相对螺杆亦左移，螺杆每转一周，活动螺母实际移动距离为两段螺纹的导程之和。
2）差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的确定(见上两式)
3. 差动电桥。
构成差动电桥的条件为相邻桥臂传感器应变方向应相反，相对桥臂传感器应变方向应相同。差动电桥可提高电桥的灵敏度，减小非线性。
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